JPH03119041A - Rubber composition for tire tread - Google Patents

Rubber composition for tire tread

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JPH03119041A
JPH03119041A JP1255447A JP25544789A JPH03119041A JP H03119041 A JPH03119041 A JP H03119041A JP 1255447 A JP1255447 A JP 1255447A JP 25544789 A JP25544789 A JP 25544789A JP H03119041 A JPH03119041 A JP H03119041A
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JP
Japan
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rubber
weight
parts
pts
temperature
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Application number
JP1255447A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinji Kawakami
伸二 河上
Makoto Misawa
三澤 眞
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Yokohama Rubber Co Ltd
Original Assignee
Yokohama Rubber Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH03119041A publication Critical patent/JPH03119041A/en
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B60C1/0016Compositions of the tread
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L7/00Compositions of natural rubber

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Tires In General (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a rubber composition suitable for tire tread parts with high responsiveness by blending a raw material rubber composed of high-vinyl polybutadiene rubber, natural rubber and high-cis polybutadiene rubber with specific carbon black and petroleum-based softener. CONSTITUTION:A composition, obtained by blending 100 pts.wt. raw material rubber composed of (A) 30-80 pts.wt. polybutadiene rubber with >=70wt.% 1,2-vinyl content, (B) 10-50 pts.wt. natural rubber and (C) 10-40 pts.wt. polybutadiene rubber containing >=95wt.% cis-1,4-bonds with (D) 80-130 pts.wt. carbon black having >=100m<2>/g nitrogen specific surface area and a small particle diameter and (E) 20-90 pts.wt. petroleum-based softener with 0.9-0.98 viscosity specific gravity constant, having <=500MPa shearing storage elastic modulus at -30 deg.C and <=15 difference in hardness between 60 deg.C and -10 deg.C and suitable as especially tread parts of all season tires.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、運動性能が幅広い温度範囲に渡って安定であ
り、更に雪氷路面の把握力にも優れたタイヤトレンド用
のゴム組成物に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a rubber composition for trend tires that has stable maneuverability over a wide temperature range and also has excellent grip on snowy and icy road surfaces.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、自動車用タイヤに要求される性能としては、安全
性・経済性、乗り心地性等があり、特に高速道路網の発
達に伴い車両の高速走行時におけるコーナリング特性、
ブレーキ性能等の操縦性・安全性がより向上したタイヤ
が望まれているが、近年、更に、操縦者の意志に対し正
確に追随する、いわば応答性に優れたタイヤが求められ
ている。
Traditionally, the performance requirements for automobile tires include safety, economy, ride comfort, etc. In particular, with the development of expressway networks, cornering characteristics during high-speed driving of vehicles,
There is a desire for tires with improved maneuverability and safety such as braking performance, but in recent years there has also been a demand for tires that have excellent responsiveness, so to speak, that accurately follow the driver's intentions.

タイヤの運動性能、特にグリップ性能を高める方策とし
ては、トレッドゴムの高ヒステリシスロス化を図ること
により路面との摩擦力を高めることが重要である。すな
わち、路面と摩擦しているトレッド表面は、路面の微細
な凹凸によって高速度の変形を受けており、この周期的
変形過程において生じるヒステリシスロスによるエネル
ギー散逸が大きい程、摩擦力が大きくなる。しかも摩擦
面での変形はきわめて高速であるため、ウィリアムス−
ランデルーフエリ−の温度時間換算則によれば、タイヤ
が使用される温度よりも伺い温度で測定されたヒステリ
シスロスに依存することが知られている。実際、ヒステ
リシスロスの尺度であるtanδ (損失係数)と、タ
イヤの摩擦係数とは良い相関を示すが、その際、タイヤ
が使用される温度よりも30〜40℃低い温度で測定さ
れたtanδが関与している。従来、ゴム組成物のヒス
テリシスロスを大きくするためには、高スチレン含有ス
チレン−ブタジェン共重合体ゴム(S B R)のよう
なガラス転移温度(Tg)の高いゴムを配合する方法に
依っていた。これは、ゴムのtanδがT8付近でピー
クを持つことから、摩擦性能に関与している温度域(タ
イヤの走行温度を30℃とすれば、0℃に相当する)に
tanδビークを近づけることで高いtanδを利用し
ようとするものである。
As a measure to improve tire motion performance, particularly grip performance, it is important to increase the frictional force with the road surface by increasing the hysteresis loss of the tread rubber. That is, the tread surface that is in friction with the road surface is deformed at high speed due to minute irregularities on the road surface, and the greater the energy dissipation due to hysteresis loss that occurs during this periodic deformation process, the greater the frictional force becomes. Moreover, since the deformation on the friction surface is extremely fast, Williams
It is known that the Landelf-Eri temperature-time conversion law depends more on the hysteresis loss measured at the tire temperature than on the temperature at which the tire is used. In fact, tan δ (loss coefficient), which is a measure of hysteresis loss, shows a good correlation with the coefficient of friction of a tire. Involved. Conventionally, in order to increase the hysteresis loss of a rubber composition, a method of compounding a rubber with a high glass transition temperature (Tg) such as a high styrene-containing styrene-butadiene copolymer rubber (SBR) has been used. . This is because the tan δ of rubber has a peak around T8, so by bringing the tan δ peak closer to the temperature range that is involved in friction performance (equivalent to 0°C if the tire running temperature is 30°C). This is intended to utilize a high tan δ.

第1図は、スチレン含有量の異なる乳化重合スチレン−
ブタジェン共重合体ゴムのjanδ温度依存性を示した
ものである。スチレン含有量が多くなると、tanδピ
ーク温度が高温側に移動し、tanδピークの裾野にあ
たる0℃付近ではtanδ値が大きくなる。しかし同時
に、0℃付近でのtanδの温度依存性もまた大きくな
り、従ってタイヤのグリップ性能もまた、環境温度に因
って大きく変化してしまう、さらに、tanδピークに
対応して弾性率も急激に変化する。
Figure 1 shows emulsion polymerized styrene with different styrene contents.
This figure shows the jan δ temperature dependence of butadiene copolymer rubber. When the styrene content increases, the tan δ peak temperature moves to the high temperature side, and the tan δ value increases near 0° C., which is the base of the tan δ peak. However, at the same time, the temperature dependence of tan δ also increases around 0°C, and therefore the grip performance of the tire also changes greatly depending on the environmental temperature.Furthermore, the elastic modulus also sharply changes in response to the tan δ peak. Changes to

即ち、低温になるに従い、弾性率が急激に大きくなるた
め、ゴムが路面の凹凸に追従できない、あるいは、水路
面等の場合にはゴムが全く変形できなくなってしまい、
操縦性・制動性が低下してしまうという問題があった。
In other words, as the temperature decreases, the elastic modulus increases rapidly, making it impossible for the rubber to follow the unevenness of the road surface, or in the case of waterways, etc., the rubber cannot deform at all.
There was a problem in that maneuverability and braking performance deteriorated.

反対に高シスブタジェンゴム(B R)に代表されるよ
うにTgの低いポリマーを用いると、低温でのグリップ
性能は良くなるが、一方、0℃付近のtanδは低下し
てしまい、高温ではグリップ能力が不足してしまうとい
う矛盾を生じる。そこでS B R/B Rという異種
ポリマー同士をブレンドすることによって、あるいは小
粒径カーボンを多量配合して、上記した二律背反を調和
させることが試みられている(D、F、Moore”T
he Fr1ction of Pneumatic 
Tyres″、 ElasevierScientif
ic Publishing Company 197
5+ U、S。
On the other hand, when using a polymer with a low Tg, such as high-cis butadiene rubber (BR), the grip performance at low temperatures improves, but on the other hand, the tan δ around 0°C decreases, and the grip performance at high temperatures decreases. A contradiction arises in that the grip ability is insufficient. Therefore, attempts have been made to harmonize the above-mentioned antinomy by blending different types of polymers called SBR/BR or by incorporating large amounts of small particle size carbon (D, F, Moore"T
he Fr1ction of Pneumatic
Tyres'', Elasevier Scientific
ic Publishing Company 197
5+ U, S.

Patent No、4,748,168+特開昭62
−12932など)。
Patent No. 4,748,168+Unexamined Japanese Patent Publication No. 1983
-12932 etc.).

さらに、特開昭62−260843号公報、特開昭62
−190238号公報ではこれらブレンドポリマーの相
溶性とTgの微妙な制御を利用して、高温から低温まで
の全天候性を発揮させることに成功している。
Furthermore, JP-A-62-260843, JP-A-62
Publication No. 190238 utilizes the compatibility of these blended polymers and delicate control of Tg to successfully exhibit all-weather resistance from high to low temperatures.

しかしながら、このようなゴムはブレンドしたポリマー
の中間的性質を示すため、構成ポリマーの固有の長所を
生かしきれず、高温でのグリップも低温でのグリップも
完全に満足できるものではないという欠点があり、また
小粒径カーボンの多量配合は加工性に難点があり、発熱
性が大きくなってしまう点が問題であった。
However, since such rubber exhibits properties intermediate to those of the blended polymers, it cannot take full advantage of the inherent strengths of the constituent polymers, and has the disadvantage that neither high-temperature nor low-temperature grips are completely satisfactory. In addition, incorporating a large amount of small particle size carbon has problems in processability and increases heat generation.

このような二律背反にたいする方策として、特開昭61
−66733号公報、特開昭62−62840号公報で
は、これらのブレンドポリマーに低温可塑剤を加える技
術が開示されているが、確かに低温グリップの向上は認
められるものの、高温ではゴム弾性率の低下が著しく、
高温での操縦安定性は必ずしも満足のできるものではな
い。
As a measure to deal with this trade-off,
-66733 and JP-A-62-62840 disclose a technique of adding a low-temperature plasticizer to these blended polymers, but although the low-temperature grip is certainly improved, the rubber elastic modulus decreases at high temperatures. The decline is significant,
The handling stability at high temperatures is not always satisfactory.

これらの技術はタイヤの全天候性能を上げるのが目標で
あり、限界性能を追求する全天候性高性能タイヤ向はト
レッドゴムである。しかるに近年タイヤに要求される性
能としては操縦性能としての高グリップだけではなく、
操縦者の意図に対し正確に応答するタイヤが求められて
いる。すなわち、自動車タイヤの要求は自動車に対する
社会的要求と一敗したものでなければならないが、近年
の人間工学あるいはエレクトロニクス工学の進展によっ
て自動車としても単に加速性能、コーナリング性能に優
れているのみでなく、人の感性に不快感をあたえない、
いわば良くできた靴のように、そこにタイヤがあるとい
うことを感じさせない自動車が要求されている。このた
めには自動車の操縦者の意図に位相の遅れなく応答する
タイヤが必要である。
The goal of these technologies is to improve the all-weather performance of tires, and tread rubber is suitable for all-weather, high-performance tires that pursue the ultimate performance. However, in recent years, the performance required of tires is not only high grip for handling performance.
There is a need for tires that accurately respond to the driver's intentions. In other words, the demands for automobile tires must be at odds with the social demands for automobiles, but with recent advances in ergonomics and electronics engineering, automobiles have not only superior acceleration performance and cornering performance; Does not cause discomfort to people's sensibilities,
There is a demand for cars that, like well-made shoes, do not make you feel that there are tires on them. This requires tires that respond to the intentions of the driver of the vehicle without any phase delay.

これらのタイヤを仮に高応答性タイヤと名づければ、高
応答性タイヤは自動車の操縦者がハンドルを切った時に
、時間の遅れなく横力を発生する、すなわち微舵応答性
に優れていることが必要である。
If we were to call these tires high-responsive tires, they would generate lateral force without any time delay when the driver of the vehicle turns the steering wheel, that is, they would have excellent responsiveness to slight steering. is necessary.

すなわち、高応答性タイヤは従来の全天候性能に加えて
微少舵角時の応答性に優れたものである必要がある。こ
のような観点から微少舵角時の応答性を遅らす要因を検
討したところ、タイヤ構造に加えてトレンドゴム及びト
レッドブロック部の位相遅れが影響することがわかった
That is, in addition to the conventional all-weather performance, the high-responsive tire needs to have excellent responsiveness even when the steering angle is small. From this perspective, we investigated the factors that delay the response at small steering angles and found that in addition to the tire structure, the trend rubber and the phase lag of the tread block part have an effect.

位相遅れの指標としては、60℃における硬度と一10
℃における硬度の差で表現することができる。すなわち
硬度差の大きいゴム程、応力緩和が早く、その結果トレ
ッド部分の微小変形に対し、容易に応力の減衰が起こっ
てしまって所定の応力を維持できないために、微舵応答
性が劣るという結論が得られたのである。
As an index of phase lag, hardness at 60°C and -10
It can be expressed as the difference in hardness in °C. In other words, the conclusion is that the rubber with a larger difference in hardness has a faster stress relaxation rate, and as a result, stress attenuation occurs more easily in response to minute deformations in the tread, making it impossible to maintain a predetermined stress, resulting in poorer micro-steering response. was obtained.

60℃における硬度と一10℃における硬度の差(以下
、係数Mという)は、第1図に示したように、Tgがよ
り高い、高スチレン含有量の乳化重合スチレン−ブタジ
ェン共重合体ゴム程大きい。すなわちグリップ性能を向
上させるために高Tgのスチレン−ブタジェン共重合体
ゴムを使用すると、係数Mも上昇してしまい応答性が悪
くなる。
As shown in Figure 1, the difference between the hardness at 60°C and the hardness at -10°C (hereinafter referred to as coefficient M) is greater for emulsion-polymerized styrene-butadiene copolymer rubber with a higher Tg and high styrene content. big. That is, if a styrene-butadiene copolymer rubber with a high Tg is used to improve grip performance, the coefficient M also increases, resulting in poor responsiveness.

このような矛盾を解決するために鋭意検討したところ、
本発明のトレッドゴム組成物に到達した。このように、
タイヤの応答性という面からトレンドゴム組成物を検討
した公知例は存在せず、従って本発明による技術は全く
新規なものである。
After careful consideration to resolve these contradictions, we found that
The tread rubber composition of the present invention has been achieved. in this way,
There are no known examples in which trend rubber compositions have been studied from the viewpoint of tire responsiveness, and therefore the technology of the present invention is completely new.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

本発明は、運動性能が幅広い温度範囲に渡って安定であ
り、更に雪氷路面の把握力にも優れたオールシーズンタ
イプの高応答性(係数Mが小さい)のタイヤトレッド用
ゴム組成物を提供することを目的とする。
The present invention provides an all-season type high-responsive (small coefficient M) rubber composition for tire treads, which has stable maneuverability over a wide temperature range and also has excellent grip on snowy and icy road surfaces. The purpose is to

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明者らは、ポリブタジェンゴムにおいて、摩擦に関
与する温度域でのtanδの絶対値を高めミかつ係数M
を低めるゴム組成物について鋭意検討した結果、特定範
囲に限定されたビニル含有量を有するポリブタジェンゴ
ムに対し、特定範囲の天然ゴム量、高シスポリブタジエ
ンゴム量を配合した系において、上記目的を達成し得る
ことを見出し本発明に到達した。
The present inventors have developed polybutadiene rubber by increasing the absolute value of tan δ in the temperature range involved in friction and by increasing the coefficient M.
As a result of extensive research into rubber compositions that reduce the We have discovered what can be achieved and arrived at the present invention.

したがって、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、
1,2−ビニル含有量が70重量%以上のポリブタジェ
ンゴム(A)を30〜80重量部、天然ゴムを10〜5
0重量部、およびシス1.4−結合を95重量%以上含
有するポリブタジェンゴム(B)を10〜40重量部か
ら合計ゴム量が100重量部の原料ゴムを構成し、この
原料ゴム100重量部に対し、窒素比表面積x00ff
l/g以上であるカーボンブラックを80〜130重量
部、および粘度比重恒数0.90〜0.98である石油
系軟化剤を20〜90重量部配合してなり、−30℃に
おける剪断貯蔵弾性率が500MPa以下であってかつ
60℃における硬度と一10℃における硬度の差が15
以下であることを特徴とする。
Therefore, the rubber composition for tire tread of the present invention is
30 to 80 parts by weight of polybutadiene rubber (A) with a 1,2-vinyl content of 70% by weight or more, and 10 to 5 parts by weight of natural rubber.
0 parts by weight, and 10 to 40 parts by weight of polybutadiene rubber (B) containing 95% by weight or more of cis 1.4-bonds to form a raw material rubber with a total rubber amount of 100 parts by weight. Nitrogen specific surface area x00ff per part by weight
1/g or more, and 20 to 90 parts by weight of a petroleum-based softener having a viscosity specific gravity constant of 0.90 to 0.98, and can be stored under shear at -30°C. The elastic modulus is 500 MPa or less, and the difference between hardness at 60°C and -10°C is 15
It is characterized by the following:

以下、この手段につき詳しく説明する。This means will be explained in detail below.

fil  原料ゴム。fil raw rubber.

ポリブタジェンゴム(A)の30〜80重量部と、天然
ゴムの10〜50重量部と、ポリブタジェンゴム(B)
の10〜40重量部とからなり、合計ゴム量が100重
量部のものである。
30 to 80 parts by weight of polybutadiene rubber (A), 10 to 50 parts by weight of natural rubber, and polybutadiene rubber (B)
The total amount of rubber is 100 parts by weight.

(al  ポリブタジェンゴム(A)。(al Polybutadiene rubber (A).

1.2−ビニル含有量が70重量%以上の高ビニルBR
である。
1.2-High vinyl BR with a vinyl content of 70% by weight or more
It is.

1.2−ビニル含有量が、70%未満であるとポリブタ
ジェンゴムのTgM低すぎて0℃のtanδが下がって
しまい、グリップが不良となるからである。1.2−ビ
ニル含有量は高い方が望ましいが、製造上の理由から9
5重量%ぐらいが上限である。このポリブタジェンゴム
(A)の配合量は、30〜80重量部が適当である。3
0重量部未満ではポリブタジェンゴムの性質が発揮され
ず、80重量部超ではゴム強度が十分でなく、タイヤト
レッド用ゴムとして使用するには不適当だからである。
If the 1.2-vinyl content is less than 70%, the TgM of the polybutadiene rubber will be too low, resulting in a decrease in tan δ at 0° C., resulting in poor grip. 1. A higher 2-vinyl content is desirable, but for manufacturing reasons 9
The upper limit is about 5% by weight. The appropriate amount of this polybutadiene rubber (A) is 30 to 80 parts by weight. 3
This is because if it is less than 0 parts by weight, the properties of polybutadiene rubber will not be exhibited, and if it exceeds 80 parts by weight, the rubber strength will not be sufficient and it will be unsuitable for use as a tire tread rubber.

(bl  天然ゴム。(bl natural rubber.

ポリブタジェンゴムに対し、天然ゴムをブレンドするこ
とは、実用的見地から重要である。
Blending natural rubber with polybutadiene rubber is important from a practical standpoint.

というのは、自動車タイヤは舗装路のみならず、悪路、
不整路を走行する機会がす(なからずあり、そのような
時には、天然ゴムをブレンドすることによってチッピン
グ、カットなどの急激な外力によるトレッド損傷を軽減
することができるからである。このためには、10重量
部以上の配合量を必要とする。反対に天然ゴムの配合量
が多すぎては、ポリブタジェンゴムの本質的な性質が薄
められてしまい、グリップ性能が低下してしまうため、
50重量部以下の配合量に抑える必要がある。
This is because automobile tires can be used not only on paved roads, but also on rough roads.
There will be opportunities to drive on uneven roads, and in such cases, blending natural rubber can reduce tread damage caused by sudden external forces such as chipping and cuts. requires a blending amount of 10 parts by weight or more.On the other hand, if the blending amount of natural rubber is too large, the essential properties of polybutadiene rubber will be diluted and the grip performance will deteriorate. ,
It is necessary to suppress the blending amount to 50 parts by weight or less.

(C)  ポリブタジェンゴム(B)。(C) Polybutadiene rubber (B).

シス1,4−結合を95重量%以上に含存する高シスB
Rである。低温性能と耐摩耗性の向上のために配合する
。配合量としては、10〜40重量部が必要で、10重
量部未満では低温性能と摩耗性の向上が見込めず、40
重量部超ではグリップ性能が劣る。
High cis B containing 95% by weight or more of cis 1,4-bonds
It is R. Formulated to improve low temperature performance and wear resistance. The amount required is 10 to 40 parts by weight; if it is less than 10 parts by weight, no improvement in low temperature performance and wear resistance can be expected;
Grip performance is poor when the weight exceeds the weight range.

(2)  カーボンブラック。(2) Carbon black.

さらに自動車タイヤ用トレッドとして実用化されるため
には耐摩耗性、操縦安定性などにも充分な性能を有して
いなければならない。操縦安定性を高性能タイヤにふさ
れしい程度に高めるためには、窒素比表面積が100r
rf/g以上の小粒径カーボンブランクを上記原料ゴム
100重量部に対し80重量部以上配合する必要がある
。しかしながら、130重量部超であっては、耐摩耗性
と発熱性が著しく劣るため、130重量部以下にしなけ
ればならない。
Furthermore, in order to be put to practical use as a tread for automobile tires, it must have sufficient performance in terms of wear resistance and handling stability. In order to improve steering stability to a level suitable for high-performance tires, the nitrogen specific surface area must be 100r.
It is necessary to mix 80 parts by weight or more of small particle size carbon blanks with a particle size of rf/g or more with respect to 100 parts by weight of the raw material rubber. However, if it exceeds 130 parts by weight, the abrasion resistance and heat generation properties will be extremely poor, so the content must be 130 parts by weight or less.

(3)石油系軟化剤(伸展油)。(3) Petroleum-based softener (extension oil).

タイヤの他の特性としては、乗心地、騒音、制動性能な
どがあるが、これらの性能を向上するために、さらには
タイヤ製造時の加工性のためにも伸展油を配合する必要
がある。伸展油の粘度比重恒数は0.90未満では制動
性能の向上が認められず、0.98を超えると軟化作用
が働かす加工性が改良されない。このため、0.90〜
0.98の範囲とする。なお、0.98程度の芳香族系
伸展油を用いるのが望ましい。伸展油の配合量はカーボ
ンブラックの配合量に応じて適宜増減して、トレンドゴ
ム弾性率を調節することが必要である。但し、上記原料
ゴム100重量部に対し20重量部未満では配合ゴムの
伸びが出ないためチッピング、カット性に劣り、また、
加工性も困難であるため好ましくない。反対に90重量
部を越えては強度が低下してしまい、さらに耐摩耗性が
著しく不良となるため実用することは困難である。
Other characteristics of tires include ride comfort, noise, and braking performance, and in order to improve these performances, it is also necessary to add extender oil to improve processability during tire manufacturing. If the viscosity specific gravity constant of the extender oil is less than 0.90, no improvement in braking performance will be observed, and if it exceeds 0.98, the processability due to the softening effect will not be improved. For this reason, 0.90~
The range is 0.98. Note that it is desirable to use an aromatic extender oil of about 0.98. It is necessary to adjust the trend rubber elastic modulus by appropriately increasing or decreasing the blending amount of extender oil depending on the blending amount of carbon black. However, if it is less than 20 parts by weight per 100 parts by weight of the raw material rubber, the compounded rubber will not elongate, resulting in poor chipping and cutting properties.
It is also difficult to process, so it is not preferred. On the other hand, if it exceeds 90 parts by weight, the strength will decrease and the abrasion resistance will become extremely poor, making it difficult to put it into practical use.

(4)  このように原料ゴムにカーボンブランクおよ
び石油系軟化剤を配合してなるゴム組成物は、30℃に
おける剪断貯蔵弾性率が500MPa以下であることを
必要とする。一般に、ゴム状物質はTg以下の温度では
ガラス状態であり、弾性率は常温下の100倍以上にも
なり、もろく、わずかの歪みで破壊するようになる。こ
のときの温度を低温脆化温度といい、ゴム材料の低温性
能の指標として知られている。しかし、本発明によるゴ
ム組成物のように、弾性率の温度変化が緩やかな場合に
は、単純にTgから脆化温度を推定することはできない
、第2図は、種々のゴム組成物について、低温脆化温度
と、その温度における剪断貯蔵弾性率(G′)をプロッ
トしたものである。これより、どの試料も脆化温度にお
けるG′値が500MPaを越えていることが判る。
(4) The rubber composition formed by blending the carbon blank and the petroleum softener with the raw rubber as described above needs to have a shear storage modulus of 500 MPa or less at 30°C. Generally, a rubbery substance is in a glass state at a temperature below Tg, and its elastic modulus is more than 100 times that at room temperature, making it brittle and breaking at the slightest strain. The temperature at this time is called the low-temperature embrittlement temperature, and is known as an indicator of the low-temperature performance of rubber materials. However, when the temperature change in the elastic modulus is gradual as in the case of the rubber composition according to the present invention, the embrittlement temperature cannot be simply estimated from Tg. This is a plot of the low temperature embrittlement temperature and the shear storage modulus (G') at that temperature. From this, it can be seen that the G' value at the embrittlement temperature of all the samples exceeds 500 MPa.

したがって、500MPa以下であれば脆化温度を越え
ていないといえる。また、−30℃での剪断貯蔵弾性率
としたのは、−30℃よりも低温でタイヤが使用される
ことは、通常無いからである。
Therefore, if it is 500 MPa or less, it can be said that the embrittlement temperature is not exceeded. Furthermore, the reason why the shear storage modulus is set at -30°C is that tires are not normally used at temperatures lower than -30°C.

なお、°この剪断弾性率は、動的ねじり試験機を用いて
、歪0.5%、周波数20Hzで測定されるものである
Note that this shear modulus is measured using a dynamic torsion tester at a strain of 0.5% and a frequency of 20 Hz.

更に、微少舵角時の応答性の向上のためには、60℃に
おける硬度と一10℃における硬度の差(係数M)が小
さい方が良い。この差が16以上であると、たとえばグ
リップ性能が良いトレッドゴムを持ったタイヤであって
も、応答性に関する評価は悪くなり、結果としてタイヤ
全体の操縦安定性評価は良くないものとなってしまう。
Furthermore, in order to improve the responsiveness at the time of a small steering angle, it is better that the difference (coefficient M) between the hardness at 60° C. and the hardness at -10° C. is small. If this difference is 16 or more, for example, even if the tire has tread rubber with good grip performance, the evaluation of response will be poor, and as a result, the steering stability evaluation of the tire as a whole will be poor. .

15以下であれば高応答性タイヤとて十分な性能を有す
るが、更に13以下であると、より好ましい。このとき
の硬度は、JIS K 6301により測定する。
If it is 15 or less, it has sufficient performance as a highly responsive tire, but it is more preferably 13 or less. The hardness at this time is measured according to JIS K 6301.

なお、参考までに、このような高ビニル含を量のゴムに
天然ゴム、ポリブタジェンゴムなどのジエン系ゴムをブ
レンドしたゴム組成物としては、特開昭56−1107
53号公報で公知であるが、この技術は低乾がり抵抗と
ウェットグリップ性の両立に重点がおかれているため硬
度の温度による変化は考慮されておらず、また、カーボ
ンブラック配合量も少ないので高応答性高性能タイヤと
しては適していない。
For reference, a rubber composition obtained by blending such high vinyl content rubber with diene rubber such as natural rubber and polybutadiene rubber is disclosed in JP-A-56-1107.
This technology is known from Japanese Patent No. 53, but because the emphasis is on achieving both low drying resistance and wet grip, changes in hardness due to temperature are not considered, and the amount of carbon black blended is also small. Therefore, it is not suitable as a high-response, high-performance tire.

以下、実施例により本発明の詳細な説明するが、本発明
はその要旨を越えない限り、これらの実施例に制限され
るものではない。
Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples unless the gist thereof is exceeded.

実施例1 第1表に示す成分を持つポリブタジェンゴムを作製した
。更にこれらのゴムと対比用乳化重合SBRとを第2表
に示す配合で加硫した0表中の数字は、断らない限り重
量部である。加硫の条件は160 x 20分であり、
2龍厚のゴムシートを得た。このシートの物性を測定し
た。なお、実施例中の測定は下記の方法で行なった。
Example 1 Polybutadiene rubber having the components shown in Table 1 was produced. Furthermore, these rubbers and emulsion polymerized SBR for comparison were vulcanized according to the formulations shown in Table 2.The numbers in Table 0 are parts by weight unless otherwise specified. Vulcanization conditions were 160 x 20 minutes;
A rubber sheet with a thickness of 2 mm was obtained. The physical properties of this sheet were measured. In addition, the measurements in the examples were performed by the following method.

ビニル結合量はモレロ法により求めた。The vinyl bond amount was determined by the Morello method.

−30℃における剪断弾性率σ(−30℃)および0℃
におけるtanδは、それぞれRHEO?fETIiI
C5社製動的粘弾性測定装置を用い、周波数20)1z
、剪断歪0.5%で測定した。HsはJISに6301
による硬度である。
Shear modulus σ at -30℃ (-30℃) and 0℃
The tan δ in RHEO? fETIiI
Using a dynamic viscoelasticity measuring device manufactured by C5, frequency 20) 1z
, measured at a shear strain of 0.5%. Hs is JIS 6301
Hardness according to

(本頁以下余白) 亀」L鷹 D 表中のポリマー配合量は油屏分を除いたものである。(Margins below this page) Turtle”L hawk D The amount of polymer blended in the table excludes the amount of oil.

−1乳化((H合スチレン−ブタジェン共重合体ゴム:
日本ゼオンil N1pol 1721゜1 乳化ir
1合スチレンーブタジェン共重合体ゴム:日本ゼオン@
 N1pol 9520゜”3  N−(1,3−ジメ
チルブチル)−N−フェニル−p−フェニレンジアミン
-1 emulsification ((H synthesis styrene-butadiene copolymer rubber:
Nippon Zeon il N1pol 1721゜1 Emulsified IR
1-polymer styrene-butadiene copolymer rubber: Nippon Zeon@
N1pol 9520°"3 N-(1,3-dimethylbutyl)-N-phenyl-p-phenylenediamine.

”  St”3R(11,(2)の油展分(37,5j
fll(ト)を合計した。
"St" 3R (11, (2) oil extended fraction (37,5j
flll(g) was totaled.

”  N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスル
フェンアミド。
” N-Cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide.

第2表から判るように、比較例4.5は乳化重合SBR
の例である。比較例5の配合物では低温性能は良好であ
るが、tanδ (0℃)が低く、グリップ性能は劣る
。逆に比較例4ではtanδ (0℃)は高いが低温性
能は不可である。比較例1は1.2−ビニル含有量が本
発明の範囲からはずれるポリブタジェンゴムを使用し、
天然ゴム、および高シス1.4−ポリブタジェンゴムを
ブレンドした例であるが、係数Mは小さくて良好なもの
の、0℃のtanδが低く、グリップ性能に劣る。比較
例2は、結合スチレン量が35重量%の乳化重合SBR
のブレンド例であるが、0℃のtanδが低く、また、
係数Mも大きいので、応答性に劣ることが予想される。
As can be seen from Table 2, Comparative Example 4.5 is emulsion polymerized SBR.
This is an example. The formulation of Comparative Example 5 has good low temperature performance, but low tan δ (0°C) and poor grip performance. On the contrary, in Comparative Example 4, the tan δ (0° C.) is high, but the low temperature performance is poor. Comparative Example 1 uses polybutadiene rubber whose 1,2-vinyl content is out of the range of the present invention,
This is an example of a blend of natural rubber and high-cis 1,4-polybutadiene rubber, and although the coefficient M is small and good, the tan δ at 0° C. is low and the grip performance is poor. Comparative Example 2 is an emulsion polymerized SBR with a bound styrene content of 35% by weight.
This is a blend example, but the tan δ at 0°C is low, and
Since the coefficient M is also large, it is expected that the responsiveness will be poor.

比較例6は、シス1,4−結合含有量98重量%のポリ
ブタジェンゴムを50重量部配合した例であるが、0℃
のtanδが低く、グリップ性能が不良である。
Comparative Example 6 is an example in which 50 parts by weight of polybutadiene rubber with a cis-1,4-bond content of 98% by weight was blended.
The tan δ is low, and the grip performance is poor.

これらに比べ、本発明の範囲を満足する実施例1〜2は
、各性能のバランスの取れたものとなっている。
Compared to these, Examples 1 and 2, which satisfy the scope of the present invention, have well-balanced performance.

実施例2 第2表の実施例1及び比較例4の配合でトレッドゴムを
作り、タイヤを作製して操縦安定性試験を行った。評価
は微舵応答性と限界性能に分けて、各々についてテスタ
ーがフィーリング評価した。結果を第3表に示す。第3
表から判るように、実施例1のゴム組成物をトレッドに
持つタイヤは、限界性能は比較例4に劣るものの微舵応
答性は優れており、総合評価も優秀であることが証明さ
れた。
Example 2 Tread rubber was made using the formulations of Example 1 and Comparative Example 4 in Table 2, and tires were made and a handling stability test was conducted. The evaluation was divided into fine rudder response and limit performance, and testers evaluated the feeling of each. The results are shown in Table 3. Third
As can be seen from the table, although the tire having the tread of the rubber composition of Example 1 was inferior to Comparative Example 4 in marginal performance, it was proven to have excellent fine steering response and excellent overall evaluation.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明のゴム組成物は、従来技術
に比べ、グリップ性能と徽舵応答性が幅広い温度範囲に
渡って安定であり、更に雪氷路面の把握力にも優れてい
ることから、空気入りタイヤトレッド部、特にオールシ
ーズンタイプの高応答性タイヤトレッド部に好適に使用
することができる。
As explained above, the rubber composition of the present invention has more stable grip performance and steering response over a wide temperature range than conventional technologies, and also has excellent grip on snowy and icy road surfaces. It can be suitably used for pneumatic tire treads, especially all-season type high-responsive tire treads.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はスチレン含量のみ異なる乳化重合SBRのta
nδ−温度曲線であって、スチレン含量の高いものがピ
ーク温度は高温であることを示す説明図、第2図はゴム
配合物の低温脆化温度と剪断弾性率の関係を示す説明図
である。 注) (国産5座セダン、タイヤサイズ195/65R15)
評価点は10点満点で高い程良い。
Figure 1 shows the ta of emulsion polymerized SBR that differs only in styrene content.
An explanatory diagram showing that the nδ-temperature curve shows that the peak temperature is higher when the styrene content is high. Figure 2 is an explanatory diagram showing the relationship between the low-temperature embrittlement temperature and shear modulus of a rubber compound. . Note) (Domestic 5-seater sedan, tire size 195/65R15)
The evaluation score is out of 10, the higher the better.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、2−ビニル含有量が70重量%以上のポリブタジエ
ンゴム(A)を30〜80重量部、天然ゴムを10〜5
0重量部、およびシス1,4−結合を95重量%以上含
有するポリブタジエンゴム(B)を10〜40重量部か
ら合計ゴム量が100重量部の原料ゴムを構成し、この
原料ゴム100重量部に対し、窒素比表面積100m^
2/g以上であるカーボンブラックを80〜130重量
部、および粘度比重恒数0.90〜0.98である石油
系軟化剤を20〜90重量部配合してなり、−30℃に
おける剪断貯蔵弾性率が500MPa以下であってかつ
60℃における硬度と−10℃における硬度の差が15
以下であることを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成
物。
30 to 80 parts by weight of polybutadiene rubber (A) with a 1,2-vinyl content of 70% by weight or more, and 10 to 5 parts by weight of natural rubber.
A raw material rubber with a total rubber amount of 100 parts by weight is composed of 10 to 40 parts by weight of polybutadiene rubber (B) containing 0 parts by weight and 95 parts by weight or more of cis-1,4-bonds, and 100 parts by weight of this raw material rubber. Whereas, nitrogen specific surface area is 100m^
2/g or more and 20 to 90 parts by weight of a petroleum softener having a viscosity specific gravity constant of 0.90 to 0.98. Shear storage at -30°C The elastic modulus is 500 MPa or less and the difference between hardness at 60°C and hardness at -10°C is 15
A rubber composition for a tire tread characterized by the following:
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